一种变正压力式压电惯性直线驱动器的制作方法

本实用新型属于微小、精密驱动领域。

背景技术：

精密定位技术是一种能够实现微米、亚微米、纳米、亚纳米尺度定位的技术，其涉及到了工艺制造、工业控制、生物工程、汽车、医学治疗、光学机器、精密测量、微电子、通信、材料科学、航空航天等多学科领域，是人类探索微观世界时必须首先解决的关键性问题。精密定位技术是人们研究微观领域的一个首要关键技术，其技术发展水平直接影响到微观领域技术的研究进程，从实现以来已经广泛地融入人类生活的各个方面，推动着科学技术的发展进步，对人类的生产生活产生了深远的影响。

压电精密驱动作为精密定位技术里面不可或缺的分支，近年来得到广泛研究。而惯性驱动器是利用压电元件产生的惯性冲击力作为驱动力的压电驱动装置，其机械结构简单，运动速度较快，形成驱动运动的方式易于控制，而且能够实现大行程的连续运动，可以稳定工作于高频状态，近年来成为了国内外研究的热点。

目前研制的惯性压电驱动器的工作机理多数为通过电控方式获得力差驱动运动，少数为利用摩擦力控制方式获得力差驱动运动早期的研究工作主要是通过电信号的驱动产生惯性冲击力的不同使机构运动(电学知识)；进入21世纪后，随着研究工作学科领域的扩展，从摩擦学知识考虑，提出了通过配合接触面摩擦力的控制形成力差，控制机构运动的研究方案。

鉴于上述条件，本实用新型提出一种变正压力式压电惯性直线驱动器。利用对称波电信号(或非对称波电信号)作为激励信号，压电双晶片振子元件快速变形产生往复不同的惯性冲击力矩，使压电驱动器产生直线运动。通过竖直方向运动的压电振子元件产生的惯性冲击力矩，来改变驱动器的正压力，来提高驱动器的输出性能。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：水平方向运动的第一压电双晶片(3)和第三压电双晶片(8)采用非对称夹持，振子原件在波电信号的激励作用下，形成往复不同的惯性冲击力矩，使驱动器定向直线运动。竖直方向运动的第二压电双晶片(6)和第四压电双晶片(12)采用对称夹持，振子原件在波电信号的激励作用下，来改变驱动器的正压力。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

主体块中心开有通孔，各个侧面开有两个具有一定深度的螺纹孔，L形夹持块(4)通过螺钉配合固定在运动主体侧面上；左右两侧面上的L形夹持块与水平方向运动的第一压电双晶片(3)和第三压电双晶片(8)通过第一夹持块(5)和第一螺钉(14)固定在一起；前后两侧面上的L形夹持块与竖直方向运动的第二压电双晶片(6)和第四压电双晶片(12)通过第二夹持块(16)和第二螺钉(15)固定在一起；主体块(11)和主轴(10)过盈配合；主轴(10)与V形底座(13)通过螺栓配合固定在一起；主轴(10)顶部过盈配合有标尺(9)，用于测量驱动器的输出参数，并且顶部可以与承载装置关联，来带动负载。

所述的变正压力式驱动部分结构，是通过两组压电双晶片振子来实现的；水平方向运动的第一压电双晶片(3)和第三压电双晶片(8)采用非对称夹持，镜像布置与主体块(11)左右两侧，夹持差可调，使驱动器形成往复不同的冲击力矩。竖直方向的第二压电双晶片(6)和第四压电双晶片(12)采用对称夹持，镜像布置于主体块(11)前后侧面上，来改变驱动器的正压力。

所述的驱动器采用V形底座(13)和V形导轨(1)配合的形式，使驱动器往复不同的惯性冲击力矩，易输出直线位移。

本实用新型实际应用性好，易于产品化；通过变正压力改变摩擦力，提高驱动器的输出性能；运用对称波电信号(或非对称波电信号)作为驱动信号，对电源要求较低，驱动电路简化；同时，该驱动器结构简单，易于装配制作。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是本实用新型的驱动部分结构示意图；

图3是本实用新型的V形底座和V形导轨配合示意图；

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型是一种变正压力式压电惯性直线驱动器，驱动器主体块(11)中心开有通孔，各个侧面开有两个具有一定深度的螺纹孔，L形夹持块(4)通过螺钉配合固定在运动主体侧面上；左右两侧面上的L形夹持块与水平方向运动的第一压电双晶片(3)和第三压电双晶片(8)通过第一夹持块(5)和第一螺钉(14)固定在一起；前后两侧面上的L形夹持块与竖直方向运动的第二压电双晶片(6)和第四压电双晶片(12)通过第二夹持块(16)和第二螺钉(15)固定在一起；主体块(11)和主轴(10)过盈配合；主轴(10)与V形底座(13)通过螺栓配合固定在一起；主轴(10)顶部过盈配合有标尺(9)，用于测量驱动器的输出参数，并且顶部可以与承载装置关联，来带动负载。

如图2所示，本实用新型的驱动部分结构，由两组压电双晶片振子构成，水平方向运动的第一压电双晶片(3)和第三压电双晶片(8)采用非对称夹持，镜像布置与主体块(11)左右两侧，夹持差可调，使驱动器形成往复不同的冲击力矩。竖直方向的第二压电双晶片(6)和第四压电双晶片(12)采用对称夹持，镜像布置于主体块(11)前后侧面上，来改变驱动器的正压力。

如图3所示，所述的驱动器采用V形底座(13)和V形导轨(1)配合形式，使驱动器往复不同的惯性冲击力矩，易输出直线位移。